一、加密算法选择
密码学中两种常见的密码算法为:对称密码算法和非对称密码算法。
对称密钥加密，又称私钥加密，即信息的发送方和接收方用一个密钥去加密和解密数据。它的最大优势是加/解密速度快，适合于对大数据量进行加密，但密钥管理困难。
非对称密钥加密，又称公钥密钥加密。它需要使用一对密钥来分别完成加密和解密操作，一个公开发布，即公开密钥，另一个由用户自己秘密保存，即私用密钥。信息发送者用公开密钥去加密，而信息接收者则用私用密钥去解密。公钥机制灵活，但加密和解密速度却比对称密钥加密慢得多。
对称加密算法用来对敏感数据等信息进行加密，常用的算法包括：
DES（Data Encryption Standard）：数据加密标准，速度较快，适用于加密大量数据的场合。
3DES（Triple DES）：是基于DES，对一块数据用三个不同的密钥进行三次加密，强度更高。
AES（Advanced Encryption Standard）：高级加密标准，是下一代的加密算法标准，速度快，安全级别高；
Mysql官网手册
https://dev.mysql.com/doc/refman/5.7/en/encryption-functions.html#function_aes-encrypt
MySQL的内置加密函数里已经不推荐DES算法，所以选用AES算法来加解密账号密码。
二、加密策略
AES算法加解密都需要同一个key，如果这个key用来加密所有账号的密码，那么密码相同的不同账号得到的加密结果是相同的，这样会降低安全性，所以用可以唯一标识账号的aid来当做key，为了更不容易反向推导出key，实际应用中会用一个内部的salt字符串拼上账号aid来作为key。
三、实现
为了灵活和重用，没使用MySQL内置函数，改用Java实现。
AES算法实现与操作系统有关，本实现兼容Windows/Linux。
加密后获得的是byte[]类型结果，因此数据库内相应字段的类型应为BLOB，节省空间用TinyBlob类型就够。
加密算法需要使用外部类库javabase64-1.3.1.jar
Java实现有两个类：
AESUtils：提供加解密静态方法
Base64Utils ：辅助AESUtils类
AESUtils常用方法说明：
|
方法 |
返回 |
说明 |
参数 |
|
getSecretKey(String seed) |
String |
生成key |
seed: salt+aid |
|
encrypt(byte[] data, String key) |
byte[] |
加密 |
data: 密码明文getBytes(“UTF-8”) key: getScretKey方法结果 |
|
decrypt(byte[] data, String key) |
byte[] |
解密 |
data: 密码密文 key: getScretKey方法结果 |
AESUtils.java:
import java.io.File;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.InputStream;
import java.io.OutputStream;
import java.security.Key;
import java.security.SecureRandom;
import javax.crypto.Cipher;
import javax.crypto.CipherInputStream;
import javax.crypto.CipherOutputStream;
import javax.crypto.KeyGenerator;
import javax.crypto.SecretKey;
import javax.crypto.spec.SecretKeySpec;
public class AESUtils {
private static final String ALGORITHM = "AES";
private static final int KEY_SIZE = 128;
private static final int CACHE_SIZE = 1024;
public static String getSecretKey() throws Exception {
return getSecretKey(null);
}
public static String getSecretKey(String seed) throws Exception {
try {
KeyGenerator _generator = KeyGenerator.getInstance(ALGORITHM);
SecureRandom secureRandom = SecureRandom.getInstance("SHA1PRNG");
secureRandom.setSeed(seed.getBytes("UTF-8"));
_generator.init(KEY_SIZE, secureRandom);
SecretKey secretKey = _generator.generateKey();
return Base64Utils.encode(secretKey.getEncoded());
} catch (Exception e) {
throw new RuntimeException("初始化密钥出现异常");
}
}
public static byte[] encrypt(byte[] data, String key) throws Exception {
Key k = toKey(Base64Utils.decode(key));
byte[] raw = k.getEncoded();
SecretKeySpec secretKeySpec = new SecretKeySpec(raw, ALGORITHM);
Cipher cipher = Cipher.getInstance(ALGORITHM);
cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, secretKeySpec);
return cipher.doFinal(data);
}
public static void encryptFile(String key, String sourceFilePath, String destFilePath) throws Exception {
File sourceFile = new File(sourceFilePath);
File destFile = new File(destFilePath);
if (sourceFile.exists() && sourceFile.isFile()) {
if (!destFile.getParentFile().exists()) {
destFile.getParentFile().mkdirs();
}
destFile.createNewFile();
InputStream in = new FileInputStream(sourceFile);
OutputStream out = new FileOutputStream(destFile);
Key k = toKey(Base64Utils.decode(key));
byte[] raw = k.getEncoded();
SecretKeySpec secretKeySpec = new SecretKeySpec(raw, ALGORITHM);
Cipher cipher = Cipher.getInstance(ALGORITHM);
cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, secretKeySpec);
CipherInputStream cin = new CipherInputStream(in, cipher);
byte[] cache = new byte[CACHE_SIZE];
int nRead = 0;
while ((nRead = cin.read(cache)) != -1) {
out.write(cache, 0, nRead);
out.flush();
}
out.close();
cin.close();
in.close();
}
}
public static byte[] decrypt(byte[] data, String key) throws Exception {
Key k = toKey(Base64Utils.decode(key));
byte[] raw = k.getEncoded();
SecretKeySpec secretKeySpec = new SecretKeySpec(raw, ALGORITHM);
Cipher cipher = Cipher.getInstance(ALGORITHM);
cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, secretKeySpec);
return cipher.doFinal(data);
}
public static void decryptFile(String key, String sourceFilePath, String destFilePath) throws Exception {
File sourceFile = new File(sourceFilePath);
File destFile = new File(destFilePath);
if (sourceFile.exists() && sourceFile.isFile()) {
if (!destFile.getParentFile().exists()) {
destFile.getParentFile().mkdirs();
}
destFile.createNewFile();
FileInputStream in = new FileInputStream(sourceFile);
FileOutputStream out = new FileOutputStream(destFile);
Key k = toKey(Base64Utils.decode(key));
byte[] raw = k.getEncoded();
SecretKeySpec secretKeySpec = new SecretKeySpec(raw, ALGORITHM);
Cipher cipher = Cipher.getInstance(ALGORITHM);
cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, secretKeySpec);
CipherOutputStream cout = new CipherOutputStream(out, cipher);
byte[] cache = new byte[CACHE_SIZE];
int nRead = 0;
while ((nRead = in.read(cache)) != -1) {
cout.write(cache, 0, nRead);
cout.flush();
}
cout.close();
out.close();
in.close();
}
}
private static Key toKey(byte[] key) throws Exception {
SecretKey secretKey = new SecretKeySpec(key, ALGORITHM);
return secretKey;
}
}
Base64Utils.java:
import it.sauronsoftware.base64.Base64;
import java.io.ByteArrayInputStream;
import java.io.ByteArrayOutputStream;
import java.io.File;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.InputStream;
import java.io.OutputStream;
public class Base64Utils {
private static final int CACHE_SIZE = 1024;
public static byte[] decode(String base64) throws Exception {
return Base64.decode(base64.getBytes("UTF-8"));
}
public static String encode(byte[] bytes) throws Exception {
return new String(Base64.encode(bytes));
}
public static String encodeFile(String filePath) throws Exception {
byte[] bytes = fileToByte(filePath);
return encode(bytes);
}
public static void decodeToFile(String filePath, String base64) throws Exception {
byte[] bytes = decode(base64);
byteArrayToFile(bytes, filePath);
}
public static byte[] fileToByte(String filePath) throws Exception {
byte[] data = new byte[0];
File file = new File(filePath);
if (file.exists()) {
FileInputStream in = new FileInputStream(file);
ByteArrayOutputStream out = new ByteArrayOutputStream(2048);
byte[] cache = new byte[CACHE_SIZE];
int nRead = 0;
while ((nRead = in.read(cache)) != -1) {
out.write(cache, 0, nRead);
out.flush();
}
out.close();
in.close();
data = out.toByteArray();
}
return data;
}
public static void byteArrayToFile(byte[] bytes, String filePath) throws Exception {
InputStream in = new ByteArrayInputStream(bytes);
File destFile = new File(filePath);
if (!destFile.getParentFile().exists()) {
destFile.getParentFile().mkdirs();
}
destFile.createNewFile();
OutputStream out = new FileOutputStream(destFile);
byte[] cache = new byte[CACHE_SIZE];
int nRead = 0;
while ((nRead = in.read(cache)) != -1) {
out.write(cache, 0, nRead);
out.flush();
}
out.close();
in.close();
}
}
时间： 2024-11-02 23:31:33